(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211236211.6 (22)申请日 2022.10.10 (71)申请人 杭州师范大学 地址 311121 浙江省杭州市余杭区余杭塘 路2318号 (72)发明人 刘海建　袁小红　于之锋　 (74)专利代理 机构 杭州君度专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 33240 专利代理师 邬赵丹 (51)Int.Cl. G06V 20/10(2022.01) G06V 20/13(2022.01) G06V 10/764(2022.01) G06N 20/10(2019.01) (54)发明名称 基于分层乘法模 型和高分1号数据的森 林覆 盖度提取方法 (57)摘要 本发明涉及基于 分层乘法模 型和高分1号数 据的森林覆盖度提取方法。 本发 明包括利用分层 乘法模型从多光谱遥感数据中准确、 高效的提取 森林覆盖度。 在对遥感数据预处理的基础上， 首 先按照地物波谱特征差异将地物类型划分为三 个主要层 级。 其次在每一层 级中利用线性像元分 解模型进行地物丰度计算， 最后通过乘法模型计 算林业植被在第一级地物中的丰度。 本发明创建 了基于乘法模 型的像元分解算法， 提高了基于多 光谱影像提取地物丰度值的适用性和准确性。 解 决了多光谱波段不足的限制， 针对像元分解精度 难以验证的问题， 提出了利用高精度影像进行分 类、 并以分类结果计算大尺度上各端元的丰度以 验证像元分解精确度， 提高了像元分解验证的准 确性。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115546641 A 2022.12.30 CN 115546641 A 1.基于分层乘法模型和高分1号数据的森林覆盖度提取方法， 其特征在于： 具体包括如 下步骤： 步骤一、 影像预处理： 获取目标对象的GF1数据， 借助GF1传感器的辐射定标参数对原始 影像进行辐射定标、 大气校正和几何校正； 步骤二、 土地覆盖类型分层： 根据地物波谱差异的大小分为第一层水体 ‑非水体层、 第 二层植被 ‑非植被层、 第三层森林和非森林层； 步骤三、 在各层级内进行像元分解， 提取 各层级对应元 素的丰度： 步骤3.1、 在第一层内分解出 水体和非水体： 选取水体端元和非水体端元， 利用线性光谱混合模型LSMA模型和最小二乘法计算出水 体和非水体的丰度； 通过计算归一化水指数NDWI， 减少高含 水量物质的干扰； NDWI计算公式 为： (绿波 ‑近红外)/(绿波+近红外)， 只有NDWI指数小于零的非水体像元才能在下一级中被 进一步分解； 步骤3.2在第二层内分解出植被和非植被： 植被分为光照植被和阴影植被， 植被端元分别由光照条件下的植被和阴影下的植被选 取； 非植被分为裸地、 高光效的不透水层和不透水层三类， 非植被端元分别从对应的裸地、 高光建筑和普通不透水层选取； 利用LSMA模型分别获得光照植被、 阴影植被、 裸地、 高光不 透水层和 一般不透水层的丰度， 进而叠加 光照植被和阴影植被为植被， 叠加 其余子类为非 植被； 步骤3.3、 在第三层内分解出森林和非森林： 森林端元分为光照森林和阴影森林， 与非森林端元利用LSMA模型提取出各自丰度， 然 后光照森林和阴影森林叠加为森林类型， 其 余叠加为非森林类； 步骤四、 利用丰度值和分层乘法模型H MM计算森林的覆盖度： 森林覆盖度是森林在最低层级的丰度与其所属类型在上一层级的丰度的函数， 并递推 至最高层级； 根据LSMA模 型计算结果， 在第三层 级森林丰度为f3， 森林所属的植被类型在第 二级的丰度为f2， 植被所属的非水体类型在第一级的丰度为f1， 根据分层乘法模型， 森林在 第一级的丰度即森林覆盖度的计算公式为： f＝f1*f2*f3 。 2.如权利要求1所述的基于分层乘法模型和高分1号数据的森林覆盖度提取方法， 其特 征在于： 步骤一所述的辐射定标将原始DN值转化为像元辐射亮度值， 大气校正是利用 FLAASH模型将辐射亮度值转化为地表实际反射率， 几何校正首先选取同名地物点， 采用最 邻近像元法进行重采样， 校正 误差控制在0.2个 像元。 3.如权利要求1所述的基于分层乘法模型和高分1号数据的森林覆盖度提取方法， 其特 征在于： 步骤三所述的像元分解是从多地物光谱混合的数据中提取各种地物以及各成分的 比例， 线性光谱混合模型LS MA定义像元在某一光谱波段的反射率是由构成像元的基本组分 的反射率以其所占像元面积比例为权 重系数的线性组合； LSMA计算方法为： fki≥1                                           (3)；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115546641 A 2式中Riλ是λ波段上的i像 元的波谱反射； n是地物数量； fki是像元i内端元k所占的面积比 例； Rkλ是λ波段上端元k的波谱反射率； εiλ是λ波段上像元i的误差； 丰度fki通过最小二乘法 计算， 计算公式如下： 式中εi λ,Ri λ,ri λ分别是 λ波段 上像元i的误差值， 观察波谱值和估算波谱值； 分别按照步骤二所述三个层次选取端元， 并利用LSMA模型在各层级进行像元分解提取 对应地物的丰度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115546641 A 3